绿色建筑设计发展与应用解析

时间:2022-05-26 06:48:22

绿色建筑设计发展与应用解析

摘要:随着人类社会的不断发展,人类日益增长的物质生活需求与不断破坏的环境和逐渐枯竭的能源之间的矛盾已经摆在我们的面前,绿色建筑在此背景下应运而生。本文介绍了绿色建筑理念以及发展前景,对绿色建筑设计中的应用进行解析。

关键词:绿色建筑 政策 设计 节能 应用

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:

随着人类社会的不断发展,人类日益增长的物质生活需求与不断破坏的环境和逐渐枯竭的能源之间的矛盾已经摆在我们的面前。保护环境、节约能源的理念已经随着信息发展走入我们的生活和工作之中。

节约能源,归根结底是从观念和意识上的节能。人类用能源的大量消耗换取舒适的生活,久而久之的无序发展衍生了一系列的环境和资源问题。建筑物在建造、使用、拆除的全过程中消耗大量的能源,因此,建筑节能作为节能环保的主要措施之一,已经越来越引起人们的广泛关注。随之而生的“绿色建筑”这一概念,成为当代建筑设计领域的重大革命。

一、绿色建筑的概念

绿色建筑或绿建筑(英语:Green Building ),是指实践了提高建筑物所使用资源(能量、水、及材料)的效率,同时减低建筑对人体健康与环境的影响,从更好的选址、设计 、建设、操作、维修及拆除,为整个完整的建筑生命周期[3] 。

而在《绿色建筑评价标准》GB50378中关于绿色建筑的定义则是:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、 节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。

由此可见,建筑的全寿命周期这一概念在绿色建筑定义中被着重提出。建筑能耗不仅仅体现在建筑物的建设期间,其运行、维修乃至拆除的各个环节都涉及及到能源的消耗。因此,在设计阶段,将建筑物全生命周期的节能设计纳入建筑设计中来,就成为建筑节能的关键环节,设计阶段节能是建筑节能的基础和保障。设计适合人类生活、工作、学习、社交的各类场所的同时,将低能耗高效率的理念融入其中将是未来建筑设计的重要趋势之一。

二、我国政府对绿色建筑推行的政策支持

1、全过程测评为导向。

必须在设计、施工、运行阶段均达到绿色建筑的要求才能判定一个建筑物为绿色建筑。居住建筑通过竣工验收判断是否为绿色建筑,公共建筑要求其运行一年以后,经过相应的测评和标识达到绿色建筑,判定其是否为绿色建筑。

2、激励高星级的绿色建筑发展。

对于二星以上的绿色建筑,由中央政府给予相应补贴,二星级绿色建筑奖励45元/平方米,三星级绿色建筑奖励80元/平方米,以此来弥补绿色建筑的增量成本,增强建筑业主建设绿色建筑的积极性。

3、鼓励绿色生态城区发展,实现绿色建筑的集中连片推广。

所谓绿色生态城区:一是规划绿色化,要求按照绿色、生态、低碳的理念编制新区的总体规划、控制性详细规划以及建筑、能源等专项规划。二是基础设施绿色化,要求新区的供能、供水、排水、污水处理、垃圾处理、道路交通等基础设施,按照节能环保的要求进行建设。三是建筑绿色化,要求新区里面的所有新建建筑至少达到绿色建筑一星的要求,同时对其中30%的建筑还要达到绿色建筑二星以上的标准。

三、绿色建筑设计

通过绿色建筑的概念和我国发展绿色建筑的激励政策,不难看出,绿色建筑设计在节能、环保的发展趋势中的重要性。绿色建筑的设计可以分为两个角度,一是方案设计角度,包括项目选址、布局、朝向、体形、流线等各个方面;另一个是技术应用角度,包括建筑材料、维护结构、能源选型、设备系统等几个方面。

1、方案设计角度的绿色建筑设计

(1)选址

绿色建筑选址要强调建筑与周边环境的紧密融合、协调一致,不对周边生态环境起到破坏影响。同时,项目选址还要考虑到周边环境的合理借用,适应区域环境特质发展建设项目,使建设项目与区域环境形成有利互补、相得益彰的关系。同时,建筑选址的地理条件要求,土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。

(2)布局

建筑总平面布局中,应充分考虑自然通风与采光以及自然水景的引入。

通过建筑物的布局形成区域风环境和光环境,合理布局建筑物的高低错落,尽量多的满足建筑的日照要求,将太阳赋予我们的能量引入建筑物中;在建筑群中合理引入自然风的流动,带走建筑物产生的负荷。

在小环境中利用周边环境,适当的引入自然水景资源,提高环境舒适度,为使用者创造亲水的怡然氛围。

(3)朝向

建筑物不同朝向的外墙受环境温度的影响差别很大,因此,选择合理的建筑朝向对建筑物的节能可以起到事半功倍的作用。阳光不仅为建筑中的使用者带来热能,阳光中紫外线照射也是最好的杀菌消毒途径。在建筑设计中尽量选择南北向的朝向,避免或者减少东西朝向墙面开窗,提高建筑满窗日照时间,均有利于建筑物对太阳能和自然光的利用。

(4)体形

建筑体形系数,即——建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值(外表面积中,不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积)。合理的体形系数可以降低建筑物采暖空调系统的电力负荷。建筑物体形系数越大,其自身受外部温度变化影响的能力越低。不同使用性质的建筑物,从节能角度出发,其适用的体形系数是不同的,需要区别对待。

住宅等内部发热量较小的建筑,较小的体形系数有利于其降低因建筑物外部负荷不稳定造成的自身能耗。而对于商场、电影院、剧场、体育馆等大型公共建筑而言,其建筑内部发热量远大于外部负荷的变化,此时,较大的体形系数反而有利于建筑物的自然散热,降低空调负荷。因此,根据建筑物的不同特性确定合理的体形系数可以有效降低建筑物的运行能耗。

(5)流线

建筑平面以及竖向布局中的流线决定了建筑使用者在建筑物中从行为起点到行为终点的能耗总和。合理布局建筑流线,提高建筑内部可达性、降低往复率,可以节约使用者在建筑物中活动过程中消耗的生物能、热能、动力能等一系列能源,同时节约使用者的时间。在能源利用中,时间作为不可再生资源同样需要引起重视。合理的流线布局还可以节约建筑空间从而在相同的建筑使用需求下减小建筑面积、降低建筑占地率,节约土地,提高土地利用率。

2、技术应用角度的绿色建筑设计

(1)建筑材料

绿色建筑应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保其对人体无害。建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料,室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康。

同时,建筑设计中应尽量考虑本土建筑材料的使用,使建筑更多的富有地域特色,减小建筑材料在大量运输过程中产生的能耗和对环境的影响。

(2)维护结构

对建筑物采用外墙保温能够大幅度提高建筑物热工性能,建筑物外墙保温材料性能与其保温效果有着直接关系。外墙保温的广泛应用不但可以在冬季有效降低室内热量的流失,而且在夏季还可以有效地避免来自于太阳光辐射而导致的外墙温度升高带动室内温度的上升,减小空调等采暖和制冷设备的工作载荷。

在外墙保温设计中,外墙外保温较内保温而言,对建筑抵御环境温度变化带来的影响更能够起到稳定、全面的作用。

(3)能源选型

绿色建筑应根据地理条件,设置太阳能采暖、热水、发电,风力发电装置以及地源热力装置,以充分利用天然可再生能源。在建筑设计、建筑选材和建造过程中,均应考虑资源的合理使用和处置,减少资源的使用,节水、节电、节约土地。在建筑设计的能源选型过程中,利用建筑地界内的空地,合理设置土壤源热泵或者水源热泵,以此替代传统能源,减低建筑物的能耗,提高可再生资源利用率。

(4)设备系统

在绿色建筑的设备系统设计过程中,尽量多的利用自然采光与通风、综合利用空气调节、完善自然通风设计,全方位优化整合设备系统。在整体性控制中,采暖通风与空气调节系统占有极其重要的作用,在建筑物的能耗中,暖通系统占其总能耗百分比高达50%以上,对建筑物的采暖通风和调节系统进行科学的设计对建筑节能可以起到一定的作用。而从当前的暖通空调系统优化设计方案实施效果来看,节能效率最高的基本上都是采用集散控制技术的绿色建筑系统,整个暖通空调系统的节能效率最高可达30%左右。

大型公共建筑的室内室外照明、空调等设备带来的电能消耗也是建筑能耗中的重要组成部分。在弱电系统控制设计中采用智能化集中控制系统,可以在大型公共建筑中提高照明利用率,结合建筑昼光照明,降低建筑照明带来的电能消耗。

建筑物节水设计则可以采用设施节水、循环用水两个方面的措施。建筑物采用节水设施,降低日常用水量,同时引入中水系统,对水资源进行合理的开发和利用。

参考文献:

[1] 维基百科

[2] 曾琳.对绿色建筑设计发展趋势的探讨[J].四川建材.2009(1)

[3] 张松. 关于绿色建筑设计的思考[J]. 华章. 2010(16)

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